北京化工大学弹性体课程设计报告Word文档格式.docx

北京化工大学弹性体课程设计报告Word文档格式.docx

《北京化工大学弹性体课程设计报告Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京化工大学弹性体课程设计报告Word文档格式.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1.2操作方便

模具的组装、拆卸、填料及制品的取出都要求尽量方便，不应卡住和损坏制品。

一般模具很重，而且大多手工操作，劳动强度很大，如设计不合理，开启不便，脱模困难将更增加劳动强度，因此在保证机械强度的前提下，力求减轻模具的重量，并设置启模口安装手柄，尽可能采取机械化和自动化的操作。

1.3制造容易，成本低廉

模具制造是一件十分精细的工作，加工一副较复杂的模具，往往需要付出相当多的劳动工时，增加了模具制造的成本。

因此，设计模具时要力求结构简单，要简化制造工艺，难以加工的型腔可分成数块制造，然后再组装。

并尽量采用先进的加工设备和加工工艺，以提高加工精度和生产效率。

结构设计力求简单，这样才能做到保证制造容易，成本低廉。

综上所述，模具设计应兼顾：

制品质量、生产操作方便、模具本身制造难易程度、模具制造成本等四方面的要求，但它们之间往往存在着一定的矛盾，应作充分调查研究，广泛征求各方面的意见，抓住主要矛盾，全面考虑，重点照顾。

2制品图纸审核

2.1图形审查

看视图是否有缺线、少线、多线等机械制图错误以及因复印、传真造成模糊不清等情形。

若有明显错误或表达不清，应及时与用户沟通。

2.2尺寸审查

该产品水平方向尺寸公差±

1mm，对于长度600mm来说，允许收缩率浮动量只有±

0.17%，大大高于M1级精度的公差要求。

对橡胶制品是不易保证的，也是不必要的。

参照国标，改为M2级，建议用户将水平方向的尺寸改为（297±

1.8）mm、（600±

3）mm，高度方向尺寸保持不变。

3分型面设计

3.1分型面的概念

把模具型腔分割成两个或两个以上可分离部分的分割面叫做分型面。

分型面的类型有平面、曲面或折面三种形式。

3.2分型面的选择原则

分型面选择得是否合理是模具设计好坏的第一个关键，同一制品，因分型面选择不同则可设计出各种不同结构的模具来，其对胶料填充、制品的质量及生产工艺、操作工序产生不同的影响。

为了获得操作方便、制品质量好、加工方便又经济的合理模具，分型面的选择应考虑下述几个方面：

保证制品易取出

排气方便

避免锐角

避开制品的工作面

保证制品精度

应便于装料，模具易于装拆

夹布、夹纤维的橡胶制品，其模具分型应使模具成封闭式或半封闭式

3.3本模具设计的分型面的选择

（1）2号图所给制品为橡胶轴承，中间为空心，且空心部分由两部分组成，外侧对称分布有四个突起的半圆柱。

（2）经过对制品的分析，我们将模具分为上模板，下模板，中模板，及型芯四部分组成，采用径向分型，方便制品取出，且便于填装原料。

（3）中模板与上下模板的定位采用斜面定位，并设有排气通道，保证了制品的性能。

（4）对于型芯，由于与下模板接触的地方有一个锐角，为避免锐角，将型芯的下边沉入下模板两毫米，使锐角变为钝角。

4模具材料选择

4.1模具用材料要求

橡胶模具在硫化制品时受到硫化机的压力和胶料的胀力，在启模取制品时受到敲击作用，另外硫化时逸出的腐蚀性气体对模具材料也有腐蚀作用。

因此模具材料应具有以下特点：

较高的机械强度和一定的表面硬度

良好的机加工性能

良好的导热性

抗腐蚀性能较好

原料易得、价格较低.

4.2常用模具材料

（1）碳素钢（铁碳合金）

来源广，价格便宜，切削性、调质后加工性能好，是我国热模基本用材。

包括普通碳素钢、优质碳素钢、碳素工具钢。

中碳钢45#钢（含碳约万分之45）应用最广。

（2）合金钢（含锰、硅、铬、钼、钨等）

合金结构钢40Cr、45Cr、18CrMnTi、12CrMo等；

合金工具钢CrWMn、9CrSi等.

（3）铸钢、铸铝等其他材料。

4.3热处理及表面处理

模具材料大多采用45#钢制造。

为提高其表面硬度和耐磨性，需进行调质处理（淬火后进行高温回火）或表面淬火，硬度可达HRC30-35（洛氏）。

对于要求更高的模具可将热处理硬度提高至HRC40~45。

对特大的或形状复杂的模具应不做热处理，以免模板变形或裂损。

为提高型腔的光洁度、硬度和耐腐蚀能力，可对型腔进行镀铬，铬层厚0.02-0.03mm，并研磨抛光。

铬层不宜太厚，否则会造成铬层脱落。

5模具强度计算及外形尺寸确定

5.1模腔数

单腔模：

适用于制品尺寸较大或模具加工难度高的

多腔模：

为提高生产效率，往往一副模具中设置多个型腔，最常见的一种结构是一个平面中开置数个型腔的多腔模，有时还可见到在同一垂直面中分成许多层的多层模。

目前小型橡胶制品的生产几乎都采用多腔模：

（1）避免平板硫化机不致因模具太小，局部受压过大而致早期损坏。

（2）充分利用平板面积，提高设备利用率，大大提高生产效率、降低制品成本。

但从制品质量、模具加工角度来看，也存在着一些困难，因此在模具设计时必须综合考虑。

从模具加工来看，型腔数多了，加工困难，同轴度、平行度以及其它各种尺寸的精度要求都必须相应地提高，否则各零部件组合不好，严重影响制品质量，并且模具本身在使用过程中也很容易损坏。

型腔数太多，操作比较麻烦，装料时间有先后，而模具本身又是热的，因而胶料受热时间不同，从而导致硫化程度不一。

因此对形状比较复杂的制品，特别是带有金属嵌件时，型腔数应尽可能减少。

此模具非大量生产，因此我们选用单型腔。

5.2启模口

正确的启模口设计，启模容易、省力、迅速。

如设计不合理，不但费力，而且将模板撬坏。

启模口深约4~5mm，宽约12~15mm。

对矩形模具，可将模板的两个对角按450角刨4mm深，斜边长30~40mm即可。

模具很重时可适当加深到5~6mm，加宽到20~25mm。

结合此次模具壁厚等选择深4mm宽10mm。

5.3余料槽

余料槽的大小和形状、距离、布局应根据具体情况而定。

余料槽太小，容纳不了余胶，胶边太厚。

余料槽大些，排胶容易，胶边薄，但型腔中胶料内部压力下降，泄压严重，降低了制品质量，甚至可能因流失胶量过大而导致缺胶。

根据一般设计原理，余料槽的容量以等于模腔体积的15-20%为宜。

但设计时一般不估算，根据经验开成1mm深、2mm宽的半园沟槽，也可采用三角形或矩形沟槽。

余料槽距离型腔愈远，型腔中泄压愈少，因为胶料不易流失，使胶边较厚。

如果要使胶边薄些，则型腔与余料槽之间的距离应力求近些，使胶边的承压面减小，增加单位面积上所受的压力。

太近了也不好，一方面流胶太易，影响质量，而且承压面太窄，在长期使用中，易压坏变形，一般取3mm左右.

锥面定位

锥面定位是一种经常采用的定位方式，它能自动定心，结构简单，制造容易，操作方便。

通过两块模板上相互吻合的锥面配合的，较适用于外周为圆形的模具。

锥面的斜角为5°

~15°

，配合高度6~10毫米。

此次选取斜角15度，配合高度6mm

5.4模具型腔尺寸

在橡胶模具设计中，型腔尺寸及精度既受到制品零件尺寸精度要求的影响，又受到胶料的硫化收缩率、及使用中可能引起的变形模损等的影响，所以型腔尺寸的设计计算通常用下式进行计算：

DM：

型腔尺寸，毫米

DZ：

制品的公称尺寸，毫米

K：

选用胶料的平均收缩率，%

△：

制品尺寸的公差，毫米

δ：

模具型腔的制造公差，毫米

=[（1+0.015）×

45-0/2-0/2]0

=45.6750

=[（1+0.015）×

（34+18）/2+0/2+0/2]0

=26.39

5.5模厚的计算

厚度的确定，取决于制品在相应方向上形体结构的特征（即分形面的选择）和尺寸大小，同时还要考虑到模具的整体结构以及每一件模板的强度（包括刚度）、尺寸精度要求和热处理工艺规范等。

式中：

δ-模具壁厚，cm

γ-圆模内半径，cm

бb-材料许用应力，kg/cm2模具常用材料为45#钢，其[σ]=78MPa.

P0-模腔压力，一般取为500kg/cm2

=22mm

5.6模具的高度

设计模具高度取决于制品的形体尺寸。

但模具的高度不宜过大，过大的模具笨重，使用中热量散失过多，相反，高度过小，型腔部分的刚度差，易变形，影响制品的尺寸精度和模具使用寿命

一般上、下模板只承受压力，不做强度计算，按经验选取，以模具轻量化为原则，如150*150mm外形尺寸时模板厚度取6~8mm，在150*150~300*300mm时，模板厚度取10~15mm，大型模具选取15-20mm。

我们选取上下模板的高度均为6.5mm.

5.7强度校核

本模具强度校核如下：

其中：

F-模具承压面积，平方厘米

T-硫化液压压力，公斤力

-模具所用材料承受的压应力，公斤/平方厘米

材料许用应力，795公斤/平方厘米

，因此满足强度要求。

6模具尺寸公差配合设计，确定表面粗糙度

6.1型芯、芯轴与模板的配合

型芯与模板为紧固配合时一般选H7/r6或H7/p6

型芯与模板为可动配合时一般选H8/h7或H8/f7

芯轴与模板（或者模体）之间一般选H7/h6或H7/g6

6.2锥面定位、斜面定位的配合

一般是以能够保证相互接触面达到设计接触面的80%左右为使用标准。

6.3表面粗糙度

模具型腔的表面粗糙度直接影响制品零件的表面质量，特别是要求很高的密封类制品零件的工作面。

此外，模具的各个分型面、定位要素的表面、与平板压机接触的上、下平面等，都对其表面粗糙度有不同的要求。

动配合Ra1.6，静配合Ra3.2,其余Ra6.3

7参考文献

1.《橡胶工业手册第九分册橡胶机械》化学工业出版社.2002

2.张秀英.《橡胶模具设计方法与实例（第二版）》.化学工业出版社.2005

3.赵慧清.《工程制图》.化学工业出版社.2003.